BIOLOGIA UNO EL ARN LA EXPRESION DEL MENSAJE GENETICO

Biología
El ARN, la expresión del mensaje genético
El ácido ribonucleico (ARN) está compuesto por ribonucleótidos de adenina,
guanina, citosina y uracilo, unidos, igual que el ADN, mediante enlaces fosfodiester.
Se encuentra en la célula en forma de cadena simple o monocatenario. Pueden
diferenciarse varios tipos de ARN con funciones muy diversas, aunque todos están
implicados en la expresión del mensaje genético.
Tipos de ARN
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El ARN de transferencia: el ARN soluble o de trasferencia (ARNt) tiene la
función de transportar aminoácidos específicos hacia los ribosomas donde se
sintetizan las proteínas.
El ARN mensajero: es monocatenario y básicamente lineal. Su función es
transmitir la información contenida en el ADN y llevarla hasta los ribosomas,
para que allí se traduzca. Tiene una estructura diferente en procariotas y
eucariotas.
El ARN nucleolar y el ARN ribosómico: en el nucleolo de las células
eucarióticas, en la región organizadora nucleolar, se encuentran bucles
de ADN genómico que codifica para los genes del ARN nucleolar, que sufre
una serie de transformaciones dando los ARNr que forman parte de los
ribosomas. En eucariotas la subunidad 40S sólo lleva el ARNr 18S y la
subunidad 60S los ARNr 28S, 5,8S y 5S. En procariotas la subunidad
pequeña 30S lleva el ARNr 16S y la grande de 50S lleva los ARNr 23 S y 5
S.
Transcripción en eucariotas.
El mecanismo de la transcripción
Es el paso de una secuencia de ADN a una secuencia de ARN, síntesis por tanto de
cualquier molécula de ARN. El mecanismo difiere en parte según se trate de
bacterias o de una célula eucariótica.
En eucariotas existen tres tipos de ARN-polimerasa, según el ARN que se va a
sintetizar: ARNm, ARNt y ARNr.
En el caso de la síntesis de ARNm producido por la ARN polimerasa II se distinguen
los siguientes pasos:
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Iniciación. la ARN-polimerasa II se fija al promotor donde hay dos
secuencias consenso (CAAT y TATA) a distancias concretas del punto de
inicio.
Elongación: la síntesis continua en sentido 5'®3'. Cuando hay unos treinta
nucleótidos sintetizados se añade la caperuza (m7 Gppp) al extremo 5'.
Terminación: este punto parece estar relacionado con una secuencia
TTATTT. El ARN se corta y se añade la cola de poli-A por una enzima poli-A
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polimerasa. Este ARN sintetizado es el ARN heterogéneo nuclear (ARNhn)
o transcrito primario.
Maduración: este proceso todavía se realiza en el núcleo. Se eliminan los
intrones mediante un complejo ribonucleoproteína pequena nuclear
(RNPpn)-ARNpn. Después se empalman los exones mediante ARN-ligasas
específicas y el ARNm queda maduro. Los ARNt y los ARNr también sufren
una maduración.
Maduración del mensajero.
El mecanismo de la traducción
Para empezar la traducción o biosíntesis de proteínas es necesario que los
aminoácidos estén activados.
Esta activación se realiza por la aminoacil-ARNt-vintetasa, enzima capaz de unir
un grupo COOH- del aminoácido a un -OH del extremo 3’ del ARNt correspondiente,
formando un aminoacil-ARNt.
Ahora puede iniciarse la traducción con las siguientes etapas:
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Iniciación: en bacterias, el ARNm tiene una región líder en el extremo 5’,
donde se une la subunidad menor del ribosoma, gracias a la
complementariedad de bases entre el ARNr y el mensajero. En eucariotas, la
caperuza del ARNm permite el reconocimiento de los ARNm maduros. A
continuación se asocia el aminoacil-ARNt, mediante su anticodón que es
complementario al codón de iniciación (AUG) del ARNm (correspondiente a
la formilmetionina). A todo este complejo se une la subunidad mayor
ribosómica, formándose el complejo ribosomal.
Elongación: al centro A llega el segundo aminoacil-ARNt. Se establece un
enlace peptídico catalizado por la peptidil-transferasa; el ARNt del sitio P
queda sin aminoácido y sale dejando libre este sitio. La translocación
ribosomal posibilita que el aminoacil- ARNt pase del sitio A al sitio P,
quedando libre el A para que se incorpore el siguiente, y así sucesivamente.
Finalización: cuando se llega un triplete sin sentido no hay ningún ARNt
con el anticodón complementario. Son reconocidos por un factor proteico de
liberación (FR), que provoca que la peptidil-transferasa haga reaccionar al
COOH- del último aminoácido con el agua, terminando la cadena de
proteínas. Se separan entonces las dos subunidades del ribosoma.
Un gen-una enzima
Badle y Tatum establecieron que al alterar la secuencia de nucleótidos de un gen
fallaba la actividad enzimática codificada por este gen. Por tanto, dedujeron que es
mediante las enzimas como se controlan las sustancias y, por ellas, las
características de los organismos. Una vez establecido este paralelismo entre genes
y enzimas, se propuso la «hipótesis de la colinearidad», que establecía una
correspondencia entre la secuencia de nucleótidos y la de aminoácidos de la
proteína que el gen codifica.
El código genético
Se ha establecido una correlación entre tripletes de nucleótidos (codón) y
aminoácidos. Como hay cuatro bases, tomadas de tres en tres resultaban ser
43=64 posibles aminoácidos. Sin embargo sólo hay veinte aminoácidos, luego para
algunos aminoácidos debe corresponder más de un triplete. Esto se denomina
«degeneración de la clave genética».
Mediante mezclas de diferentes nucleótidos y con la enzima polinucleótido
fosforilasa (aislada por Severo Ochoa y Grunberg-Manago), que sintetiza ARN sin
necesidad de molde, se pudo asignar a cada triplete su aminoácido
correspondiente. La clave o código genético es universal, es decir, todos los
organismos lo cumplen.
El paso de una secuencia de ADN a una secuencia de aminoácidos se realiza por
dos procesos, la transcripción y la traducción.
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